JP2000244252A - 歪み補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 増幅器で発生する３次歪みを補償する歪み補
償装置において、装置の小型化等を実現する。 【解決手段】 歪み補償装置は例えば４つの端子を有す
る３ｄＢカプラＱ１から構成され、第１端子Ｐ１は増幅
器に入力する又は増幅器から出力される信号を入力し、
第２端子Ｐ２は入力信号に応じて増幅器で発生する３次
歪みを相殺する振幅を有する３次歪みを発生させる３次
歪み発生器を備え、第３端子Ｐ３は入力信号の位相を調
整して当該入力信号と３次歪み発生器で発生させる３次
歪みとの位相差を増幅器で発生する３次歪みを相殺する
位相差とする位相調整器を備え、第４端子Ｐ４は３次歪
み発生器で発生させた３次歪みと位相調整器で調整した
入力信号とを合成して出力することで、増幅器で発生す
る３次歪みを補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、増幅器で発生する
３次歪みを補償する歪み補償装置に関し、特に、３次歪
み発生器や位相調整器を備えた４端子電力分配器から構
成することで装置の小型化等を実現する歪み補償装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば信号を増幅器で増幅すると高次の
歪みが発生することが知られており、特に、増幅器で発
生する３次歪みが信号処理に大きな悪影響を与えてしま
うことが知られている。ここで、増幅器に入力される或
る周波数の信号を基本信号とすると、当該増幅器では当
該基本信号に応じて当該基本信号とは異なる周波数の３
次歪み等を発生する。

【０００３】このような増幅器での３次歪みを補償する
仕方としては、例えば増幅器の前段で歪み補償用の３次
歪みを発生させ、当該３次歪みにより増幅器で発生する
３次歪みを相殺する仕方が考えられる。また、このよう
な歪み補償用の３次歪みを発生させる歪み補償装置の構
成としては、例えば位相変調器で発生した３次歪みを線
形信号と適当な位相関係で合成して後段の増幅器へ出力
するものや、また、例えば３次歪み発生器や広帯域位相
器等を用いたものが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
歪み補償装置では、例えば入力した基本信号を扱う信号
処理系と３次歪みを発生させる信号処理系とが別個に設
けられるとともにこれら２つの信号処理系からの出力信
号（基本信号と３次歪み信号）を合成する合成器が更に
別個に設けられる等といった構成であったため、装置が
大規模になってしまい、小型化に適さないといった不具
合があった。

【０００５】また、従来の歪み補償装置では、例えば３
次歪みを発生させる際の信号損失が大きいことから当該
３次歪みを増幅する広帯域のＬＮＡ（Low Noise Amplif
ier）を必ず設けなければならず、また、例えば歪み補
償に適当な３次歪みを発生させるためには高精度な制御
が必要となることから複雑な外部制御回路や制御情報を
記憶した記憶回路を必ず設けなければならなかった。

【０００６】以上のようなことから、上記したように小
型化に適した歪み補償装置の開発が望まれており、ま
た、例えば消費電力の低減といったことを実現すること
も望まれていた。本発明は、このような従来の課題を解
決するためになされたもので、増幅器で発生する３次歪
みを補償する歪み補償装置において、小型化に適した歪
み補償装置を提供することを目的とする。また、本発明
の歪み補償装置では例えば消費電力の低減を実現するこ
とも可能とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る歪み補償装置では、次のような構成に
より、増幅器で発生する３次歪みを補償する。すなわ
ち、本発明に係る歪み補償装置は４つの端子を有する電
力分配器から構成され、第１端子は増幅器に入力する又
は増幅器から出力される信号を入力し、第２端子は入力
信号に応じて増幅器で発生する３次歪みを相殺する振幅
を有する３次歪みを発生させる３次歪み発生器を備え、
第３端子は入力信号の位相を調整して当該入力信号と３
次歪み発生器で発生させる３次歪みとの位相差を増幅器
で発生する３次歪みを相殺する位相差とする位相調整器
を備え、第４端子は３次歪み発生器で発生させた３次歪
みと位相調整器で調整した入力信号とを合成して出力す
る。

【０００８】従って、本発明では３次歪み発生器や位相
調整器を備えた４端子電力分配器から歪み補償装置が構
成されるため、例えばこのような１つのカプラを用いた
カプラユニットから歪み補償装置を構成することがで
き、装置の小型化に非常に適している。なお、３次歪み
発生器で発生させる３次歪みの振幅の設定の仕方や位相
調整器で調整する前記位相差の設定の仕方の具体例につ
いては後述する実施例で述べる。

【０００９】ここで、「第１端子は増幅器に入力する又
は増幅器から出力される信号を入力」するとは、本発明
に係る歪み補償装置が増幅器の前段に備えられて増幅器
に入力する信号を第１端子から入力してもよく、増幅器
の後段に備えられて増幅器から出力される信号を第１端
子から入力してもよいことを示す。いずれの場合におい
ても、増幅器で発生する３次歪みを相殺する３次歪みを
歪み補償装置が生成することにより、増幅器で発生する
３次歪みを補償することができる。

【００１０】また、歪み補償の対象となる増幅器の数と
しては、必ずしも１つでなくともよく、例えば歪み補償
装置がその前段に備えられた複数の増幅器で発生する３
次歪みを補償する構成とすることや、歪み補償装置がそ
の後段に備えられた複数の増幅器で発生する３次歪みを
補償する構成とすることや、歪み補償装置がその前段に
備えられた１つ以上の増幅器と後段に備えられた１つ以
上の増幅器で発生する３次歪みを補償する構成とするこ
ともできる。

【００１１】このように歪み補償装置が複数の増幅器で
発生する３次歪みを補償する場合には、歪み補償装置で
はこれら複数の増幅器で発生する３次歪みの総和を補償
することができるような３次歪みを生成する。本発明で
言う「増幅器で発生する３次歪みを相殺する」とは、必
ずしも１つの増幅器で発生する３次歪みを相殺する態様
ばかりでなく、上記のように複数の増幅器で発生する３
次歪みの総和を相殺する態様をも含む概念である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例に係る歪み補
償装置を図面を参照して説明する。図１には、本例に係
る歪み補償装置の概略的な構成例を示してある。同図に
示されるように、本例の歪み補償装置は、入力端子Ｔ１
と出力端子Ｔ２と９０°端子と０°端子といった４つの
端子を有する３ｄＢカプラＱから構成されており、９０
°端子には例えば半導体能動素子等を用いて３次歪みを
発生させる３次歪み発生器Ｚ１が接続されているととも
に、０°端子には入力端子Ｔ１からの入力信号の位相を
調整する位相調整器Ｚ２が接続されている。

【００１３】ここで、本例では、一例として、本例の歪
み補償装置が通信システムに備えられた携帯電話基地局
および端末等に適用される場合を示し、当該携帯電話基
地局および端末等に備えられた増幅器で発生する３次歪
みを本例の歪み補償装置により補償する場合を示す。ま
た、本例では、歪み補償装置が歪み補償対象となる増幅
器の前段に備えられ、当該増幅器に入力する基本信号
（本例では、例えば携帯電話端末等により通信する高周
波信号）が上記した入力端子Ｔ１から入力される場合を
例として歪み補償装置の構成等を説明する。また、歪み
補償装置が増幅器の後段に備えられる場合の例について
も図７を用いて後述する。

【００１４】上記図１に示した歪み補償装置では、入力
端子Ｔ１から基本信号が入力されることに応じて、３次
歪み発生器Ｚ１が３次歪みを発生させるとともに、位相
調整器Ｚ２が入力基本信号の位相を調整し、３ｄＢカプ
ラＱが発生させた３次歪みの反射波と位相調整した基本
信号とを合成して出力端子Ｔ２から出力する。

【００１５】ここで、上記した３ｄＢカプラＱでは、例
えば９０°端子及び０°端子の両端子を短絡状態或いは
開放状態にすると信号波が全反射となり、入力端子Ｔ１
に入力される基本信号を理想的な効率で出力端子Ｔ２か
ら出力することができる。本例では、このような３ｄＢ
カプラＱの性質を利用して信号の通過減衰量を少なくす
るために、上記図１に示した３次歪み発生器Ｚ１の端子
Ｔ３及び位相調整器Ｚ２の端子Ｔ５の両端子を短絡状態
或いは開放状態としてある。

【００１６】また、本例のように３ｄＢカプラＱを用い
ると、例えば３次歪み発生器Ｚ１で３次歪みと共に寄生
的に偶数次の歪みが発生してしまった場合であっても当
該偶数次歪みを除去することができ、また、例えば他の
システム（例えば通信システム等）やローカル信号の漏
れ波等といった不要な信号成分を除去することもできて
好ましい。

【００１７】また、本例の歪み補償装置には、３次歪み
発生器Ｚ１で発生させる３次歪みの振幅を制御するため
のコントロール電圧端子Ｔ４や、基本信号と３次歪みと
の位相差を制御するためのコントロール電圧端子Ｔ６が
備えられており、それぞれのコントロール端子Ｔ４、Ｔ
６に印加する直流電圧の大きさによって３次歪みと基本
信号との振幅比や位相差を制御することができる。ま
た、これらの直流電圧の可変によっても、歪み補償装置
における通過損失の変動は少なく安定している。

【００１８】次に、本例の歪み補償装置の更に具体的な
構成例を説明する。図２には、本例の歪み補償装置の回
路構成例を示してあり、３ｄＢカプラＱ１と入力端子
（ＩＮ）Ｐ１と９０°端子Ｐ２と０°端子Ｐ３と出力端
子（ＩＳＯ）Ｐ４と３次歪み発生器のコントロール電圧
端子Ｐ５については上記図１に示したものと同様であ
る。また、同図では、位相調整器のコントロール電圧端
子については図示を省略してある。

【００１９】本例では、３ｄＢカプラＱ１により本発明
に言う４つの端子を有する電力分配器が構成され、入力
端子Ｐ１により増幅器に入力する又は増幅器から出力さ
れる信号を入力する第１端子が構成され、９０°端子Ｐ
２により入力信号に応じて３次歪みを発生させる３次歪
み発生器を備える第２端子が構成され、０°端子Ｐ３に
より入力信号の位相を調整する位相調整器を備える第３
端子が構成され、出力端子Ｐ４により３次歪み発生器で
発生させた３次歪みと位相調整器で調整した入力信号と
を合成して出力する第４端子が構成されている。

【００２０】９０°端子Ｐ２に接続される３次歪み発生
器の回路構成例を説明する。本例の３次歪み発生器は、
９０°端子Ｐ２と接続された固定抵抗Ｒ１と、当該固定
抵抗Ｒ１と直列に接続されたコンデンサＣ１と、当該コ
ンデンサＣ１と逆並列接続されたダイオード部Ｄ１、Ｄ
２と、各ダイオード部Ｄ１、Ｄ２と直列接続された２つ
のコンデンサＣ２、Ｃ３と、これらのコンデンサＣ２、
Ｃ３を接地する固定抵抗Ｒ２と、一方のダイオード部Ｄ
１とコンデンサＣ２との間に接続される固定抵抗Ｒ３
と、当該固定抵抗Ｒ３を接地するコンデンサＣ４と、他
方のダイオード部Ｄ２とコンデンサＣ３との間を接地す
る固定抵抗Ｒ４とから構成されており、前記一方のダイ
オード部Ｄ１には前記固定抵抗Ｒ３を介してコントロー
ル電圧端子Ｐ５が接続されている。

【００２１】上記した固定抵抗Ｒ１は９０゜端子Ｐ２と
３次歪み発生器とのインピーダンスを整合させる整合抵
抗であり、３つのコンデンサＣ１〜Ｃ３は直流電圧を阻
止して高周波的に短絡となる直流電圧阻止用コンデンサ
であり、また、上記した固定抵抗Ｒ２としては高周波的
に終端或いは開放となる抵抗が用いられる。また、ダイ
オード部Ｄ１、Ｄ２は歪み発生素子であるショットキー
バリアダイオード等を直列に接続して備えており、例え
ば高周波信号が入力される場合に当該ショットキーバリ
アダイオード等により３次歪みを発生させる機能を有し
ている。また、高周波開放抵抗である２つの抵抗Ｒ３、
Ｒ４と高周波遮断用コンデンサであるコンデンサＣ４と
からダイオード部Ｄ１、Ｄ２のバイアス回路が構成され
ており、このバイアス回路により高周波的に開放または
短絡が実現されている。

【００２２】ここで、上記したダイオード部Ｄ１、Ｄ２
としては、必ずしも２つのダイオード部が逆並列接続さ
れなくともよく、例えば１つのダイオード部のみが備え
られてもよいが、本例のように２つのダイオード部を備
えて逆並列接続すると、温度変化による特性変動を低減
すること等ができて好ましい。また、ダイオード部Ｄ
１、Ｄ２に備えられるダイオードの数としては特に限定
はなく、例えば入力電力や要求される出力波と３次歪み
との振幅比等に基づいて設定される。

【００２３】また、上記した固定抵抗Ｒ２により高周波
的に終端とした場合には例えばコンデンサＣ１とダイオ
ード部Ｄ１、Ｄ２との接続点で反射波を起こすことがで
きる一方、上記した固定抵抗Ｒ２により高周波的に開放
とした場合には例えばコンデンサＣ２、Ｃ３と当該固定
抵抗Ｒ２との間で反射波を起こすことができ、歪み補償
対象となる増幅器に応じて好ましい方の構成を用いるこ
とが可能である。

【００２４】以上の構成から成る３次歪み発生器では、
入力端子Ｐ１から９０°端子Ｐ２に基本信号が入力され
ることに応じて、ダイオード部Ｄ１、Ｄ２で当該基本信
号に対する３次歪みを発生させることができ、発生させ
た３次歪みを含む反射波を出力端子Ｐ４へ出力すること
ができる。また、本例の３次歪み発生器では、コントロ
ール電圧端子Ｐ５からの直流電圧を制御することによ
り、発生させた３次歪みのみの振幅を可変に制御するこ
とができる。

【００２５】ここで、３次歪み発生器で発生させる３次
歪みの振幅としては、歪み補償対象となる増幅器で発生
する３次歪みを相殺する振幅が設定される。理論的に
は、歪み補償装置に入力される基本信号と当該歪み補償
装置で発生させる３次歪みとの振幅比を、歪み補償対象
となる増幅器に入力される基本信号と当該増幅器で発生
する３次歪みとの振幅比と同じ値にしておくことで、当
該増幅器で発生する３次歪みを相殺するための振幅に係
る要件を満たすことができる。なお、実際の装置では、
要求される歪み補償の精度等に応じて３次歪み発生器で
発生させる３次歪みの振幅が任意に設定されてもよい。

【００２６】また、０°端子Ｐ３に接続される位相調整
器の回路構成例を説明する。本例の位相調整器は、０°
端子Ｐ３と並列に接続される固定抵抗Ｒ５及び可変コン
デンサＣ５と、当該可変コンデンサＣ５と直列に接続さ
れるインダクタＩとから構成されており、前記固定抵抗
Ｒ５の他端や前記インダクタＩの他端は接地されてい
る。ここで、固定抵抗Ｒ５は例えば１００ｋΩ等の高周
波開放抵抗であり、当該固定抵抗Ｒ５と可変コンデンサ
Ｃ５との並列接続により広範囲の周波数での開放が実現
されている。また、本例の可変コンデンサＣ５は例えば
可変容量ダイオードから構成されており、また、当該可
変コンデンサＣ５は例えばトリマコンデンサ等から構成
することもできる。

【００２７】以上の構成から成る位相調整器では、直列
に接続される可変コンデンサＣ５とインダクタＩとの合
成リアクタンスに応じて共振により基本信号のみの位相
を調整することができる。具体的には、入力端子Ｐ１か
ら０°端子に基本信号が入力されることに応じて、当該
基本信号のみの位相を調整して当該基本信号と３次歪み
発生器で発生させる３次歪みとの位相差を調整すること
ができ、位相調整した基本信号の反射波を出力端子Ｐ４
へ出力することができる。また、本例の位相調整器で
は、コントロール電圧端子（図示せず）からの直流電圧
で可変コンデンサＣ５の容量を制御することにより、基
本信号と３次歪みとの位相差を可変に制御することがで
きる。

【００２８】ここで、位相調整器で調整する前記位相差
としては、歪み補償対象となる増幅器で発生する３次歪
みを相殺する位相差が設定される。理論的には、歪み補
償装置から出力する基本信号と３次歪みとの位相差が、
歪み補償対象となる増幅器に入力される基本信号と当該
増幅器で発生する３次歪みとの位相差に対して逆位相
（１８０°ずらした値）の関係となるようにしておくこ
とで、当該増幅器で発生する３次歪みを相殺するための
位相差に係る要件を満たすことができる。

【００２９】具体的には、例えば増幅器での基本信号に
対する３次歪みの位相差がαであるとすると、歪み補償
装置での基本信号に対する３次歪みの位相差を（α＋１
８０°）とすればよく、本例では上記した逆位相の関係
とはこのような関係を言う。なお、実際の装置では、要
求される歪み補償の精度等に応じて位相調整器で調整す
る位相差が任意に設定されてもよい。

【００３０】上記した３次歪み発生器で発生させる３次
歪みの振幅の要件と位相調整器で調整する位相差の要件
とを満たすことにより、歪み補償装置では、歪み補償対
象となる増幅器で発生する３次歪みを相殺する３次歪み
を生成することができる。なお、上記した本例の歪み補
償装置により行われる歪み補償処理における各端子Ｐ１
〜Ｐ４での基本信号や３次歪みの振幅及び位相の一例を
図３〜図６を用いて示す。これらの図では、複素平面上
のベクトルとして基本信号（基本信号波）や３次歪みを
示してあり、ベクトルの長さが振幅成分を示し、ベクト
ルの回転角が位相成分を示している。

【００３１】図３には、３ｄＢカプラＱ１の入力端子Ｐ
１に入力される基本信号の一例を示してあり、以下の図
４〜図６では、図３に示した基本信号が入力端子Ｐ１に
入力される場合の例を示す。図４には、３ｄＢカプラＱ
１の９０°端子Ｐ２における３次歪みの反射波と基本信
号の一例を示してあり、本例では上記したように３次歪
みの振幅を可変に制御することが可能である。

【００３２】図５には、３ｄＢカプラＱ１の０°端子Ｐ
３における基本信号の反射波の一例を示してあり、本例
では上記したように基本信号の位相を可変に制御して回
転させることが可能である。図６には、３ｄＢカプラＱ
１の出力端子Ｐ４から出力される基本信号と３次歪みの
一例を示してあり、以上の制御により本例の歪み補償装
置では、基本信号と３次歪みとの振幅比や位相差を任意
に設定することが可能である。

【００３３】以上に示したように、本例の歪み補償装置
では、３次歪み発生器が入力信号（本例では基本信号）
に応じて増幅器で発生する３次歪みを相殺する振幅を有
する３次歪みを発生させるとともに、位相調整器が入力
信号（本例では基本信号）の位相を調整して当該入力信
号と３次歪み発生器で発生させる３次歪みとの位相差を
増幅器で発生する３次歪みを相殺する位相差とし、発生
させた３次歪みと位相調整した入力信号とを合成して出
力端子Ｐ４から出力することにより、増幅器で発生する
３次歪みを補償することができる。

【００３４】一例として、一般に増幅器での消費電力を
低下させるとインターセプトポイントＩＰ３が低下する
（すなわち、出力信号に含まれる３次歪みの割合が高く
なる）といったことがあるが、本例の歪み補償装置を適
用して３次歪みを補償することにより、見かけ上のイン
ターセプトポイントＩＰ３を高くする（すなわち、出力
信号に含まれる３次歪みの割合を低くする）ことがで
き、これにより、例えば出力飽和レベルの低い増幅器を
用いた場合であっても、低歪みの高周波増幅器が実現さ
れ、これらの装置の小型化や低消費電力化や低コスト化
に貢献することができる。

【００３５】なお、増幅器で発生する３次歪みを補償す
ることができる程度（歪み改善量）は、３次歪み発生器
や位相調整器のコントロール電圧端子に印加する直流電
圧の制御によって変動するが、本例のように３ｄＢカプ
ラＱ１を用いた構成では、例えば当該直流電圧を固定的
に設定した場合においても常に６ｄＢ程度の歪み改善量
を得ることが可能であり、これは、インターセプトポイ
ントＩＰ３が３ｄＢ増加したことに相当し、歪み補償を
行わない場合に比べて消費電力を約半分にすることがで
きる。

【００３６】また、上記したように本例では３ｄＢカプ
ラＱ１を用いているため、例えばダイオード部Ｄ１、Ｄ
２で偶数次の歪みが発生してしまった場合であっても、
基本信号と３次歪み以外の周波数帯域の信号を除去する
（減衰させる）ことができ、これにより、発生した偶数
次歪みを除去することができる。また、これとともに、
本例の構成では、３ｄＢカプラＱ１の９０°端子Ｐ２や
０°端子Ｐ３に接続される３次歪み発生器や位相調整器
での消費電力を非常に小さく（例えば、ほぼゼロに）す
ることができ、入力した基本信号を少ない減衰量で出力
することができるため、消費電力の大幅な低減を図るこ
とができる。

【００３７】なお、本例の歪み補償装置では、３次歪み
発生器のダイオード部Ｄ１、Ｄ２で発生させる３次歪み
の位相は、通常、後段の歪み補償対象となる増幅器で発
生する３次歪みの位相とは反転した関係（上記した逆位
相の関係）を有するものとなるため、必ずしも本例のよ
うに位相調整器により基本信号の位相を可変に制御し得
るようにしなくともよい。

【００３８】本発明では、例えば位相調整器により変化
させる基本信号の位相量が固定的に設定されていてもよ
く、一例として、本例の場合には、位相調整器が入力し
た基本信号の位相を変化させることなく（すなわち、入
力したときの位相に調整して）出力するといった構成と
することもできる。なお、本例で基本信号の位相を可変
に制御し得る構成としている理由は、例えば実際のショ
ットキーバリアダイオードや歪み補償対象となる増幅器
がそれぞれ特有の歪み特性を有しているためであり、こ
のような歪み特性によって生じる若干の位相誤差を可変
に調整して理想的な歪み補償を実現するためである。

【００３９】また、同様に、３次歪み発生器で発生させ
る３次歪みの振幅の調整としても、必ずしも当該振幅が
可変に制御され得る構成が用いられなくともよい。すな
わち、本発明では、３次歪み発生器で発生させる３次歪
みの振幅が歪み補償対象となる増幅器で発生する３次歪
みを相殺することができるようなものに設定されていれ
ば、当該振幅が固定的に設定されていてもよい。

【００４０】以上のように、本例の歪み補償装置は、３
次歪み発生器や位相調整器を備えたカプラから構成され
ているため、例えばこのような１つのカプラを用いたカ
プラユニットから歪み補償装置を構成することができ、
装置の小型化に非常に適している。本例の場合には、こ
のような歪み補償装置の小型化を実現することで、当該
歪み補償装置が備えられる携帯電話端末等を軽量化等す
ることができ、当該携帯電話端末等の持ち運びを便利に
することができる。また、上記したように、本例の歪み
補償装置では、消費電力を低減することも可能である。

【００４１】次に、上記した本例の歪み補償装置を用い
て増幅器で発生する３次歪みを補償する構成の具体例を
示す。図７には、本例の歪み補償装置が適用された例え
ば携帯電話端末の信号処理部の一例を示してあり、この
信号処理部は、直列に接続された増幅器（ＡＭＰ）１と
本例の歪み補償装置２と増幅器３と減衰器（ＡＴＴ）４
と増幅器５と減衰器６と増幅器７とから構成されてい
る。なお、増幅器１は例えば低歪み増幅器であり、増幅
器３、５、７は例えば電力増幅器である。

【００４２】上記した信号処理部では、例えば周波数変
換された変調信号が入力端Ｎ１から増幅器１に入力さ
れ、当該信号が歪み補償装置２や増幅器３等を通過して
出力端Ｎ２から出力される。本例では、上記した歪み補
償装置２により４つの増幅器１、３、５、７で発生する
３次歪みをまとめて補償する場合を示す。すなわち、歪
み補償装置２では４つの増幅器１、３、５、７で発生す
る３次歪みの総和を相殺する３次歪みを生成して出力す
る。

【００４３】ここで、上記した図７中の（ａ）〜（ｆ）
には、このような歪み補償が行われる場合における基本
信号（基本信号波）や３次歪みのスペクトルの一例を概
念的に示してあり、それぞれ横軸は周波数を示し、縦軸
は信号強度を示している。なお、本例では、説明の便宜
上から、入力端Ｎ１に入力される変調信号の周波数帯域
内にある２つの周波数の信号を基本信号として示す。

【００４４】同図中の（ａ）には、入力端Ｎ１に入力さ
れる基本信号の一例を示してある。同図中の（ｂ）に
は、増幅器１から出力される信号の一例を示してあり、
当該増幅器１で発生した３次歪みが基本信号と共に出力
されている。同図中の（ｃ）には、歪み補償装置２から
出力される信号の一例を示してあり、当該歪み補償装置
２で発生させた３次歪みが前記増幅器１で発生した３次
歪みに加えられて出力されている。

【００４５】同図中の（ｄ）には、増幅器３から出力さ
れる信号の一例を示してあり、当該増幅器３で発生した
３次歪みが前記歪み補償装置２から出力された３次歪み
に加えられて出力されている。同図中の（ｅ）には、増
幅器５から出力される信号の一例を示してあり、当該増
幅器５で発生した３次歪みが前記増幅器３から出力され
た３次歪みに加えられて出力されている。

【００４６】同図中の（ｆ）には、増幅器７から出力端
Ｎ２へ出力される信号の一例を示してあり、当該増幅器
７で発生した３次歪みが前記増幅器５から出力された３
次歪みに加えられて出力されている。図示のように、歪
み補償装置２が発生させる３次歪みにより４つの増幅器
１、３、５、７で発生する３次歪みが相殺され、これに
より、出力端Ｎ２から３次歪みが出力されてしまうのを
防止することができる。

【００４７】次に、本発明の第２実施例に係る歪み補償
装置を図８を参照して説明する。同図には、本例に係る
歪み補償装置の回路構成例を示してあり、本例の歪み補
償装置の構成は、例えば０°端子Ｐ３に接続される位相
調整器の構成が異なるといった点を除いては、上記第１
実施例の図２に示したものと同様である。このため、本
例では、上記図８に示した位相調整器の構成のみを説明
する。

【００４８】本例の位相調整器は、０°端子Ｐ３と接続
されて基本信号の位相を回転させるスタブＳと、当該ス
タブＳと接続されて基本信号の位相を可変にする可変コ
ンデンサＣ６とから構成されており、当該可変コンデン
サＣ６の他端は接地されている。ここで、スタブＳとし
ては例えばオープンスタブやショートスタブを用いるこ
とができ、当該スタブＳの長さによってリアクタンス成
分が誘導性或いは容量性となり基本信号のみの位相を調
整することができる。

【００４９】また、上記した可変コンデンサＣ６として
は、例えば部品の性能のばらつき等により生じる若干の
位相誤差を調整する場合にはトリマコンデンサを用いる
のが好ましく、また、例えば自動制御等に応用する場合
には外部電圧制御によって容量を可変することができる
可変容量コンデンサを用いるのが好ましい。以上に示し
た本例の位相調整器においても、例えば上記第１実施例
で示した場合と同様に、基本信号のみの位相を調整する
ことができ、また、例えば可変コンデンサＣ６を制御す
ることで基本信号と３次歪みとの位相差を可変に制御す
ることもできる。

【００５０】次に、本発明の第３実施例に係る歪み補償
装置を図９を参照して説明する。同図には、本例に係る
歪み補償装置の回路構成例を示してあり、本例の歪み補
償装置の構成は、例えば０°端子Ｐ３に接続される位相
調整器の構成が異なるといった点を除いては、上記第１
実施例の図２に示したものと同様である。このため、本
例では、上記図９に示した位相調整器の構成のみを説明
する。

【００５１】本例の位相調整器は、０°端子Ｐ３と並列
に接続される固定抵抗Ｒ６と可変コンデンサＣ７とから
構成されており、当該固定抵抗Ｒ６の他端や当該可変コ
ンデンサＣ７の他端は接地されている。ここで、固定抵
抗Ｒ６は例えば１００ｋΩ等の高周波開放抵抗であり、
当該固定抵抗Ｒ６と可変コンデンサＣ７との並列接続に
より広範囲の周波数での開放が実現されている。また、
本例の可変コンデンサＣ７は例えば可変容量ダイオード
から構成されており、また、当該可変コンデンサＣ７は
例えばトリマコンデンサ等から構成することもできる。

【００５２】以上に示した本例の位相調整器において
も、例えば上記第１実施例で示した場合と同様に、基本
信号のみの位相を調整することができ、また、例えば可
変コンデンサＣ７を制御することで基本信号と３次歪み
との位相差を可変に制御することもできる。

【００５３】ここで、以上の第１実施例〜第３実施例で
示した歪み補償装置では、３ｄＢカプラＱ１の９０°端
子Ｐ２に３次歪み発生器を接続する一方、０°端子Ｐ３
に位相調整器を接続する構成を示したが、例えば９０°
端子Ｐ２に位相調整器を接続する一方、０°端子Ｐ３に
３次歪み発生器を接続する構成を用いることもでき、こ
のような構成においても以上の実施例で示した場合と同
様に、増幅器で発生する３次歪みを補償する３次歪みを
生成して出力することができる。

【００５４】また、本発明の歪み補償装置の構成として
は、必ずしも以上の第１実施例〜第３実施例で示したも
のに限られず、種々な構成が用いられてもよい。一例と
して、３次歪みを発生させる素子として例えばＦＥＴ等
を用いることも可能である。

【００５５】また、歪み補償装置により歪み補償する増
幅器の数としては、例えば１つであってもよく、また、
例えば複数であってもよい。また、歪み補償装置は、実
用上では例えば歪み補償の対象となる増幅器の内で最終
段に位置する増幅器（歪み補償の対象となる増幅器が１
つである場合には当該増幅器）よりも前段に備えられる
のが好ましいが、本発明では、歪み補償装置が例えば当
該増幅器の後段に備えられた場合であっても歪み補償を
実現することができる。

【００５６】また、以上の第１実施例〜第３実施例で
は、一例として本発明に係る歪み補償装置を通信システ
ムに備えられた携帯電話端末等に適用した場合を示した
が、本発明は、増幅器で発生する３次歪みを補償するこ
とが行われる種々な分野に適用することができる。な
お、例えばＷ−ＣＤＭＡでの通信に用いられる携帯電話
端末等のように広い周波数帯域の信号を増幅器で増幅す
ることが行われる装置では、増幅器で発生する３次歪み
を補償することが特に重要となるため、本発明を適用す
ると非常に有効である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る歪み
補償装置によると、当該歪み補償装置を４端子電力分配
器から構成して、第１端子が増幅器に入力等される信号
を入力し、第２端子の３次歪み発生器が増幅器で発生す
る３次歪みを相殺する振幅を有する３次歪みを発生さ
せ、第３端子の位相調整器が入力信号と３次歪み発生器
で発生させる３次歪みとの位相差を増幅器で発生する３
次歪みを相殺する位相差とし、第４端子が発生させた３
次歪みと位相調整した入力信号とを合成して出力するこ
とで増幅器で発生する３次歪みを補償するようにしたた
め、例えばこのような１つのカプラを用いたカプラユニ
ットから歪み補償装置を構成すること等ができ、装置の
小型化等を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る歪み補償装置の概略
的な構成例を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る歪み補償装置の回路
構成例を示す図である。

【図３】入力端子における基本信号の振幅及び位相の一
例を示す図である。

【図４】９０°端子における基本信号や３次歪みの振幅
及び位相の一例を示す図である。

【図５】０°端子における基本信号の振幅及び位相の一
例を示す図である。

【図６】出力端子における基本信号や３次歪みの振幅及
び位相の一例を示す図である。

【図７】歪み補償装置を備えた信号処理部の一例を示す
図である。

【図８】本発明の第２実施例に係る歪み補償装置の回路
構成例を示す図である。

【図９】本発明の第３実施例に係る歪み補償装置の回路
構成例を示す図である。

【符号の説明】

Ｑ、Ｑ１・・３ｄＢカプラ、 Ｔ１、Ｐ１・・入力端
子、Ｔ２、Ｐ４・・出力端子、 Ｔ３、Ｔ５・・端子、
Ｔ４、Ｔ６、Ｐ５・・コントロール電圧端子、 Ｚ１・
・３次歪み発生器、Ｚ２・・位相調整器、 Ｐ２・・９
０°端子、 Ｐ３・・０°端子、Ｒ１〜Ｒ６・・抵抗、
Ｃ１〜Ｃ４・・コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２・・ダイオー
ド部、 Ｃ５〜Ｃ７・・可変コンデンサ、Ｉ・・インダ
クタ、 Ｓ・・スタブ、 Ｎ１・・入力端、 Ｎ２・・
出力端、７・・増幅器、 ２・・歪み補償装置、 ４、
６・・減衰器、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 世良 泰雄 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 須藤 雅樹 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 伊藤 英文 秋田県南秋田郡天王町天王字鶴沼台43− 224 五洋電子工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J090 AA04 AA41 CA27 CA92 FA08 FA19 GN03 GN04 HA19 HA25 HA29 HA30 HA33 KA16 KA23 KA68 MA08 SA14 TA01 TA02 TA03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 増幅器で発生する３次歪みを補償する歪
   み補償装置において、 ４つの端子を有する電力分配器から構成され、 第１端子は増幅器に入力する又は増幅器から出力される
   信号を入力し、 第２端子は入力信号に応じて増幅器で発生する３次歪み
   を相殺する振幅を有する３次歪みを発生させる３次歪み
   発生器を備え、 第３端子は入力信号の位相を調整して当該入力信号と３
   次歪み発生器で発生させる３次歪みとの位相差を増幅器
   で発生する３次歪みを相殺する位相差とする位相調整器
   を備え、 第４端子は３次歪み発生器で発生させた３次歪みと位相
   調整器で調整した入力信号とを合成して出力することを
   特徴とする歪み補償装置。